ثابت البنية الدقيقة

📅 آخر تحديث: ٢٣ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٣ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 25 صور
الموسوعة الحرة

قيمة α
0.007 297 352 5643 (11)
قيمة α −1
137.035 999 177 (21)

في الفيزياء ، ثابت البنية الدقيقة ، المعروف أيضًا باسم ثابت سومرفيلد ، والذي يرمز إليه عادةً بالحرف α ( الحرف اليوناني ألفا )، هو ثابت فيزيائي أساسي يحدد قوة التفاعل الكهرومغناطيسي بين الجسيمات المشحونة الأولية.

هي كمية لا بُعدية ( ثابت فيزيائي لا بُعدي )، مستقلة عن نظام الوحدات المستخدم، وترتبط بقوة اقتران الشحنة الأولية e مع المجال الكهرومغناطيسي ، وفقًا للصيغة التالية:α=هـ2(4πε0ℏج)-1{\textstyle \alpha ={e^{2}}\left(4\pi \varepsilon _{0}\hbar c\right)^{-1}}وقيمتها العددية تقريبًا0.007 297 352 5643 ≈137.035 999 177 −1 ، مع عدم يقين نسبي قدره1.6 × 10 −10 . [ 1 ]

وقد أطلق أرنولد سومرفيلد هذا الاسم على الثابت ، الذي قدمه في عام 1916 [ 2 ] عند توسيع نموذج بور للذرة.α{\displaystyle \alpha }[ أ ] حدد كمياً الفجوة في البنية الدقيقة للخطوط الطيفية لذرة الهيدروجين، والتي تم قياسها بدقة بواسطة تجربة ميكلسون-مورلي في عام 1887. [ أ ]

لماذا يجب أن يكون للثابت هذه القيمة غير مفهومة، [ 3 ] ولكن هناك عدد من الطرق لقياس قيمته (انظر اختبارات الدقة لـ QED ).

تعريف

أما فيما يتعلق بالثوابت الفيزيائية الأخرى ،α{\displaystyle \alpha }يمكن تعريفها على النحو التالي:

α=هـ22ε0حج=هـ24πε0ℏج=هـ2μ0ج2ح=هـ2μ0ج4πℏ{\displaystyle {\begin{aligned}\alpha &={\frac {e^{2}}{2\varepsilon _{0}hc}}={\frac {e^{2}}{4\pi \varepsilon _{0}\hbar c}}\\&={\frac {e^{2}\mu _{0}c}{2h}}={\frac {e^{2}\mu _ {0}ج}{4\pi \hbar }}\\\end{محاذاة}}}

أين

منذ مراجعة النظام الدولي للوحدات لعام 2019 ، فإن الكميات الوحيدة في هذه القائمة التي ليس لها قيم دقيقة في وحدات النظام الدولي للوحدات هي السماحية الكهربائية للفضاء والنفاذية المغناطيسية للفضاء ؛ أما الكميات الأخرى فهي جميعها ثوابت تعريفية.

أنظمة وحدات بديلة

يقوم نظام CGS الكهروستاتيكي بضبط ⁠4πε0=1{\displaystyle 4\pi \varepsilon _{0}=1}، كما هو شائع في الأدبيات الفيزيائية القديمة، حيث يصبح تعبير ثابت البنية الدقيقة α=هـ2 ℏج  .{\displaystyle \alpha ={\frac {e^{2}}{\ \hbar c\ }}~.}

يختار نظام الوحدات المعياري المستخدم عادةً في فيزياء الطاقة العالية وحدات اصطناعية للكتلة والمسافة والزمن والشحنة الكهربائية ، مما يؤدي إلىε0=ج=ℏ=1{\displaystyle \varepsilon _{0}=c=\hbar =1}في مثل هذا النظام من " الوحدات الطبيعية "، يصبح التعبير عن ثابت البنية الدقيقة [ 10 ]α=هـ2 4π  .{\displaystyle \alpha ={\frac {e^{2}}{\ 4\pi \ }}~.} وبالتالي، فإن ثابت البنية الدقيقة هو في الأساس كمية تحدد (أو يتم تحديدها بواسطة) الشحنة الأولية : هـ=4πα≈{\textstyle \ e={\sqrt {4\pi \alpha \;}}\approx }0.302 822 12  من حيث وحدة الشحنة الطبيعية هذه.

في نظام الوحدات الذرية ، الذي يحددهـ=ℏ=4πε0=1{\displaystyle e=\hbar =4\pi \varepsilon _{0}=1}يصبح التعبير عن ثابت البنية الدقيقة α=1 ج  .{\displaystyle \alpha ={\frac {1}{\ c\ }}~.}

قياس

مخططات فاينمان من الرتبة الثامنة حول التفاعل الذاتي للإلكترون. يمثل الخط الأفقي ذو السهم الإلكترون، والخطوط المتموجة تمثل الفوتونات الافتراضية، والدوائر تمثل أزواج الإلكترون - بوزيترون الافتراضية.

القيمة الموصى بها من قبل CODATA لـ α هي [ 1 ]

α = ⁠ ه 2 / 4 πε 0 ħc ⁠ =0.007 297 352 5643 (11) .

وهذا له عدم يقين معياري نسبي قدره1.6 × 10 −10 . [ 1 ]

تعطي هذه القيمة لـ α القيمة التالية للنفاذية المغناطيسية للفراغ (الثابت المغناطيسي): µ 0 = 4 π ×0.999 999 999 87 (16) × 10 −7  H ⋅ m −1 ، مع اختلاف المتوسط ​​عن القيمة المحددة القديمة بمقدار 0.13 جزء في المليار فقط ، أي 0.8 ضعف عدم اليقين القياسي (0.16 جزء في المليار) لقيمته المقاسة الموصى بها. 

تاريخياً، غالباً ما تُعطى قيمة مقلوب ثابت البنية الدقيقة. القيمة الموصى بها من قبل CODATA هي [ 11 ]

1 / α =​​137.035 999 177 (21) .

بينما يمكن تحديد قيمة α من خلال تقديرات الثوابت الواردة في أي من تعريفاتها، توفر نظرية الديناميكا الكهربائية الكمومية (QED) طريقة لقياس α مباشرةً باستخدام تأثير هول الكمومي أو العزم المغناطيسي الشاذ للإلكترون . [ 12 ] تشمل الطرق الأخرى تأثير جوزيفسون المتردد وارتداد الفوتون في قياس التداخل الذري. [ 13 ] يوجد اتفاق عام على قيمة α ، كما تم قياسها بهذه الطرق المختلفة. الطرق المفضلة في عام 2019 هي قياسات العزوم المغناطيسية الشاذة للإلكترون وارتداد الفوتون في قياس التداخل الذري. [ 13 ] تتنبأ نظرية الديناميكا الكهربائية الكمومية بوجود علاقة بين العزم المغناطيسي عديم الأبعاد للإلكترون وثابت البنية الدقيقة α (يُشار إلى العزم المغناطيسي للإلكترون أيضًا باسم عامل g للإلكترون g<sub> e </sub> ). تستند إحدى أدق قيم α التي تم الحصول عليها تجريبياً (حتى عام 2023) إلى قياس g e باستخدام جهاز أحادي الإلكترون يُسمى "سيكلوترون الكم"، [ 12 ] بالإضافة إلى حساب باستخدام نظرية الديناميكا الكهربائية الكمية التي تضمنت 12672 مخطط فاينمان من الرتبة العاشرة : [ 14 ]

1α={\displaystyle {\frac {1}{\alpha }}=}137.035 999 166 (15) .

يبلغ عدم اليقين المعياري النسبي لهذا القياس لـ α قيمة معينة.1.1 × 10 −10 . هذه القيمة وعدم اليقين فيها متقاربان مع أحدث النتائج التجريبية. [ 15 ]

تم نشر المزيد من التحسينات على القيمة التجريبية بحلول نهاية عام 2020، مما أعطى القيمة

1 / α =​​137.035 999 206 (11) ،

بدقة نسبية تبلغ8.1 × 10 −11 ، وهو ما يمثل اختلافًا كبيرًا عن القيمة التجريبية السابقة. [ 16 ]

التفسيرات الفيزيائية

للثابت البنيوي الدقيق، α ، عدة تفسيرات فيزيائية. α هو:

  • نسبة طاقتين:
    1. الطاقة اللازمة للتغلب على التنافر الكهروستاتيكي بين إلكترونين يفصل بينهما مسافة d ، و
    2. طاقة فوتون واحد بطول موجي λ = 2 πd (أو بطول موجي زاوي d ؛ انظر علاقة بلانك ):α=(هـ24πε0د)/(حجλ)=هـ24πε0د×2πدحج=هـ24πε0د×دℏج=هـ24πε0ℏج.{\displaystyle \alpha =\left.{\left({\frac {e^{2}}{4\pi \varepsilon _{0}d}}\right)}\right/{\left({\frac {hc}{\lambda }}\right)}={\frac {e^{2}}{4\pi \varepsilon _{0}d}}\times {\frac {2\pi d}{hc}}={\frac {e^{2}}{4\pi \varepsilon _{0}d}}\times {\frac {d}{\hbar c}}={\frac {e^{2}}{4\pi \varepsilon _{0}\hbar c}}.}
  • نسبة سرعة الإلكترون في المدار الدائري الأول لنموذج بور للذرة ، وهي ⁠ 1 / 4π ε 0 ⁠ ⁠ e 2 / ħ ⁠ ، إلى سرعة الضوء في الفراغ، c . [ 17 ] هذا هو التفسير الفيزيائي الأصلي لسومرفيلد .
  •  α2 {\displaystyle \ \alpha ^{2}\ }هي نسبة طاقة الوضع للإلكترون في المدار الدائري الأول لنموذج بور للذرة إلى الطاقة m <sub>e </sub>c<sup> 2 </sup> المكافئة لكتلة الإلكترون. باستخدام نظرية فيريال في نموذج بور للذرةيوهـل=2يوكأنان{\displaystyle U_{\mathsf {el}}=2U_{\mathsf {kin}}}، مما يعني أنيوهـل=مهـvهـ2=مهـ(αج)2=α2(مهـج2){\displaystyle U_{\mathsf {el}}=m_{\mathsf {e}}v_{\mathsf {e}}^{2}=m_{\mathsf {e}}(\alpha c)^{2}=\alpha ^{2}(m_{\mathsf {e}}c^{2})}. في الأساس، تنتج هذه النسبة من كون سرعة الإلكترون ⁠vهـ=αج{\displaystyle v_{\mathsf {e}}=\alpha c}⁠ .
  • النسبتان لثلاثة أطوال مميزة: نصف قطر الإلكترون الكلاسيكي r e ، وطول موجة كومبتون المختزل للإلكترون ƛ e ، ونصف قطر بور a 0 : r e = αƛ e = α 2 a 0 .
  • في الديناميكا الكهربائية الكمومية ، يرتبط α ارتباطًا مباشرًا بثابت الاقتران الذي يحدد قوة التفاعل بين الإلكترونات والفوتونات . [ 18 ] لا تتنبأ النظرية بقيمته، لذا يجب تحديده تجريبيًا. في الواقع، يُعد α أحد المعاملات التجريبية في النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات ، والذي لم تُحدد قيمته ضمن هذا النموذج.
  • في نظرية التفاعل الكهروضعيف التي توحد التفاعل الضعيف مع الكهرومغناطيسية ، يُدمج ثابت الاقتران α في ثابتَي اقتران آخرين مرتبطين بحقول القياس الكهروضعيف . في هذه النظرية، يُعامل التفاعل الكهرومغناطيسي كمزيج من التفاعلات المرتبطة بحقول الكهروضعيف. وتتغير قوة التفاعل الكهرومغناطيسي بتغير قوة حقل الطاقة .
  • في مجالي الهندسة الكهربائية وفيزياء الحالة الصلبة ، يكون ثابت البنية الدقيقة ربع حاصل ضرب المعاوقة المميزة للفضاء الحر . Z0=μ0ج ،{\displaystyle \ Z_{0}=\mu _{0}c\ ,}وكمية التوصيل ، جي0=2هـ2/ح :{\displaystyle \ G_{0}=2e^{2}/h\ :}  α=1 4 Z0 جي0 .{\displaystyle \ \alpha ={\tfrac {1}{\ 4\ }}Z_{0}\ G_{0}~.}تُعطى الموصلية الضوئية للجرافين عند الترددات المرئية نظريًا بالعلاقة π / 4 G₀ ، وبالتالي يمكن التعبير عن خصائص امتصاص الضوء ونفاذيته بدلالة ثابت البنية الدقيقة فقط. [ 19 ] وبالتالي ، تُعطى قيمة الامتصاص للضوء الساقط عموديًا على الجرافين في الفراغ بالعلاقة πα / (1 + πα / 2 ) ² أو 2.24 %، والنفاذية بالعلاقة 1 / ( 1 + πα / 2 ) ² أو 97.75% (وقد لوحظ تجريبيًا أنها تتراوح بين 97.6% و97.8%). أما الانعكاس فيُعطى بالعلاقة π²α² / 4 (1 + πα / 2 ) ² .
  • يُعطي ثابت البنية الدقيقة أقصى شحنة موجبة لنواة ذرية تسمح بوجود مدار إلكتروني مستقر حولها ضمن نموذج بور (عنصر الفاينمانيوم ) . [ 20 ] بالنسبة لإلكترون يدور حول نواة ذرية ذات عدد ذري ​​Z ، تكون العلاقة : mv² / r = 1 / 4πε₀Ze² / r² . وتُعطى علاقة عدم اليقين بين الزخم والموقع وفقًا لمبدأ هايزنبرغ بعدم اليقين بهذه الطريقة: mvr = ħ . القيمة الحدية النسبية لـ v هي c ، وبالتالي فإن القيمة الحدية لـ Z هي مقلوب ثابت البنية الدقيقة، 137. [ 21 ]

عند تطبيق نظرية الاضطراب على الديناميكا الكهربائية الكمومية ، تُعبَّر متسلسلات الاضطراب الناتجة عن النتائج الفيزيائية على شكل مجموعات من متسلسلات القوى في α . ولأن قيمة α أقل بكثير من واحد، فإن القوى الأعلى لـ α تصبح غير مهمة، مما يجعل نظرية الاضطراب عملية في هذه الحالة. من ناحية أخرى، فإن القيمة الكبيرة للعوامل المقابلة في الديناميكا اللونية الكمومية تجعل الحسابات التي تتضمن القوة النووية القوية بالغة الصعوبة.

التغير مع مقياس الطاقة

في الديناميكا الكهربائية الكمومية ، وهي نظرية المجال الكمومي الأكثر شمولاً التي تقوم عليها الاقترانات الكهرومغناطيسية، تحدد مجموعة إعادة التطبيع كيفية نمو قوة التفاعل الكهرومغناطيسي لوغاريتميًا مع ازدياد مقياس الطاقة ذي الصلة. ترتبط قيمة ثابت البنية الدقيقة α بالقيمة المرصودة لهذا الاقتران المرتبط بمقياس طاقة كتلة الإلكترون : إذ تُعطي كتلة الإلكترون حدًا أدنى لهذا المقياس، لأنه (والبوزيترون ) أخف جسم مشحون يمكن أن تُساهم حلقاته الكمومية في هذا التغير. لذلك، فإن 1 / 137.03600 هي القيمة التقاربية لثابت البنية الدقيقة عند طاقة الصفر. عند طاقات أعلى، مثل مقياس بوزون Z ، حوالي 90 جيجا إلكترون فولت، يُقاس بدلًا من ذلك قيمة فعّالة لـ α ≈ 1/127. [ 22 ] 

مع ازدياد مستوى الطاقة، تقترب قوة التفاعل الكهرومغناطيسي في النموذج القياسي من قوة التفاعلين الأساسيين الآخرين ، وهي سمة مهمة لنظريات التوحيد الكبرى . في الديناميكا الكهربائية الكمومية الاضطرابية كنظرية مستقلة، يتباعد الاقتران عند طاقة تُعرف بقطب لاندو ، وهذا يُضعف اتساق الديناميكا الكهربائية الكمومية في التوسعات الاضطرابية. مع ذلك، تُشير التجارب العددية غير الاضطرابية إلى أن قطب لاندو يصبح غير قابل للوصول عند هذه الطاقات، وتصبح الديناميكا الكهربائية الكمومية بديهية. [ 23 ] [ 24 ]

تاريخ

نصب سومرفيلد التذكاري في LMU ميونيخ

استنادًا إلى القياس الدقيق لطيف ذرة الهيدروجين الذي أجراه ألبرت أ. ميكلسون وإدوارد و. مورلي عام 1887، [ ب ] وسّع أرنولد سومرفيلد نموذج بور ليشمل المدارات الإهليلجية والاعتماد النسبي للكتلة على السرعة. وقدّم مصطلحًا لثابت البنية الدقيقة عام 1916. [ ج ] كان التفسير الفيزيائي الأول لثابت البنية الدقيقة α هو نسبة سرعة الإلكترون في المدار الدائري الأول لذرة بور النسبية إلى سرعة الضوء في الفراغ. [ 28 ] وبصورة مكافئة، كان هو حاصل قسمة الحد الأدنى للزخم الزاوي المسموح به في النسبية لمدار مغلق، والحد الأدنى للزخم الزاوي المسموح به في ميكانيكا الكم. يظهر هذا الثابت بشكل طبيعي في تحليل سومرفيلد، ويحدد حجم انقسام أو البنية الدقيقة لخطوط طيف الهيدروجين . لم يُنظر إلى هذا الثابت على أنه ذو أهمية حتى وضع بول ديراك معادلة الموجة النسبية الخطية عام 1928، والتي قدمت الصيغة الدقيقة للبنية الدقيقة. [ 29 ] : 407

مع تطور الديناميكا الكهربائية الكمومية (QED) ، اتسع نطاق أهمية α من مجرد ظاهرة طيفية إلى ثابت اقتران عام للمجال الكهرومغناطيسي، يحدد قوة التفاعل بين الإلكترونات والفوتونات. وقد نُقش المصطلح α / 2 π على شاهد قبر أحد رواد الديناميكا الكهربائية الكمومية، جوليان شوينجر ، في إشارة إلى حسابه لعزم ثنائي القطب المغناطيسي الشاذ .

تاريخ القياسات

القيم المتتالية المحددة لثابت البنية الدقيقة [ 30 ] [ د ]
تاريخα1/ αمصادر
يوليو 19690.007297351(11)137.03602(21)كوداتا 1969
19730.0072973461(81)137.03612(15)كوداتا 1973
يناير 19870.00729735308(33)137.0359895(61)كوداتا 1986
19980.007297352582(27)137.03599883(51)كينوشيتا
أبريل 20000.007297352533(27)137.03599976(50)كوداتا 1998
20020.007297352568(24)137.03599911(46)كوداتا 2002
يوليو 20070.0072973525700(52)137.035999070(98)غابرييلس (2007)
يونيو 20080.0072973525376(50)137.035999679(94)كوداتا 2006
يوليو 20080.0072973525692(27)137.035999084(51)غابرييلسي (2008)، هانيكي (2008)
ديسمبر 20100.0072973525717(48)137.035999037(91)بوشينديرا (2010)
يونيو 20110.0072973525698(24)137.035999074(44)كوداتا 2010
يونيو 20150.0072973525664(17)137.035999139(31)كوداتا 2014
يوليو 20170.0072973525657(18)137.035999150(33)أوياما وآخرون (2017) [ 31 ]
ديسمبر 20180.0072973525713(14)137.035999046(27)باركر، يو، وآخرون . (2018) [ 32 ]
مايو 20190.0072973525693(11)137.035999084(21)كوداتا 2018
ديسمبر 20200.0072973525628(6)137.035999206(11)موريل وآخرون (2020) [ 16 ]
ديسمبر 20220.0072973525643(11)137.035999177(21)كوداتا 2022
فبراير 20230.0072973525649(8)137.035999166(15)مروحة وآخرون . (2023) [ 12 ] [ ه ]

يتم حساب قيم CODATA في الجدول أعلاه عن طريق حساب متوسط ​​القياسات الأخرى؛ فهي ليست تجارب مستقلة.

التغير المحتمل بمرور الوقت

تساءل الفيزيائيون عما إذا كان ثابت البنية الدقيقة ثابتًا بالفعل، أم أن قيمته تختلف باختلاف الموقع والزمن. وقد اقتُرح α متغيرًا كوسيلة لحل المشكلات في علم الكونيات والفيزياء الفلكية . [ 33 ] [ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] وقد أدت نظرية الأوتار وغيرها من المقترحات لتجاوز النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات إلى اهتمام نظري بما إذا كانت الثوابت الفيزيائية المقبولة (وليس α فقط ) تتغير بالفعل.

في التجارب التالية، يُمثل Δα التغير في قيمة α مع مرور الوقت، والذي يُمكن حسابه من خلال α الماضي - α الحالي  . إذا كان ثابت البنية الدقيقة ثابتًا بالفعل، فيجب أن تُظهر أي تجربة ذلك . Δα α  = دهـو    αصأsت-αنow αنow  =  0 ،{\displaystyle {\frac {\ \Delta \alpha \ }{\alpha }}~~{\overset {\underset {\mathsf {~def~}}{}}{=}}~~{\frac {\ \alpha _{\mathsf {past}}-\alpha _{\mathsf {now}}\ }{\alpha _{\mathsf {now}}}}~~=~~0~,} أو أقرب ما يمكن قياسه تجريبياً إلى الصفر. أي قيمة بعيدة عن الصفر تشير إلى أن α تتغير بمرور الوقت. حتى الآن، تتوافق معظم البيانات التجريبية مع كون α ثابتة، بدقة تصل إلى عشرة أرقام.

معدل التغير السابق

قام أول الباحثين الذين اختبروا إمكانية تغير ثابت البنية الدقيقة بفحص الخطوط الطيفية للأجرام الفلكية البعيدة ونواتج الاضمحلال الإشعاعي في مفاعل أوكلو للانشطار النووي الطبيعي . واتفقت نتائجهم مع عدم وجود أي تغير في ثابت البنية الدقيقة بين هذين الموقعين المتباعدين زمنيًا ومكانيًا. [ 37 ] [ 38 ] [ 39 ] [ 40 ] [41 ] [ 42 ] [ 43 ] أما أحدث قيد تم التوصل إليه من أوكلو، من قِبل ديفيس وحمدان (2015)، فقد حدد حدًا أقصى للاختلاف قدره 11 جزءًا  في المليار عند مستوى ثقة 95%، وهو قيد مماثل في قوته للقيود المستمدة من قياسات الساعة الذرية . [ 44 ]

أتاحت التكنولوجيا المتطورة في مطلع القرن الحادي والعشرين إمكانية دراسة قيمة α على مسافات أبعد بكثير وبدقة أعلى. في عام 1999، ادعى فريق بقيادة جون ك. ويب من جامعة نيو ساوث ويلز اكتشاف أول تغير في قيمة α . [ 45 ] [ 46 ] [ 47 ] [ 48 ] باستخدام تلسكوبات كيك ومجموعة بيانات تضم 128 كوازارًا عند انزياحات حمراء تتراوح بين 0.5 و 3 ، وجد ويب وزملاؤه أن أطيافهم تتوافق مع زيادة طفيفة في قيمة α خلال العشرة إلى الاثني عشر مليار سنة الماضية  . وبالتحديد، وجدوا أن  Δα α  = دهـو    αصرهـv-αنow αنow  =  (-5.7±1.0)×10-6 .{\displaystyle {\frac {\ \Delta \alpha \ }{\alpha }}~~{\overset {\underset {\mathsf {~def~}}{}}{=}}~~{\frac {\ \alpha _{\mathrm {prev} }-\alpha _{\mathrm {now} }\ }{\alpha _{\mathrm {now} }}}~~=~~\left(-5.7\pm 1.0\right)\times 10^{-6}~.}

بمعنى آخر، قاسوا القيمة لتكون في مكان ما بين-0.000 0047 و-0.0000067 . هذه قيمة صغيرة جدًا، لكن نطاق الخطأ لا يشمل الصفر. تشير هذه النتيجة إما إلى أن α ليس ثابتًا أو إلى وجود خطأ تجريبي لم يُؤخذ في الحسبان.

في عام 2004، وجدت دراسة أصغر أجريت على 23  نظام امتصاص بواسطة تشاند وآخرون ، باستخدام التلسكوب الكبير جدًا ، عدم وجود اختلاف قابل للقياس: [ 49 ] [ 50 ]Δααهـم = (-0.6±0.6)×10-6 .{\displaystyle {\frac {\Delta \alpha }{\alpha _{\mathrm {em} }}}\ =\ \left(-0.6\pm 0.6\right)\times 10^{-6}~.}

مع ذلك، في عام 2007، تم تحديد عيوب بسيطة في طريقة تحليل تشاند وآخرون ، مما أدى إلى دحض تلك النتائج. [ 51 ] [ 52 ]

استخدم كينغ وآخرون أساليب مونت كارلو لسلاسل ماركوف لدراسة الخوارزمية التي استخدمها فريق جامعة نيو ساوث ويلز لتحديد Δα / α من أطياف الكوازار، ووجدوا أن الخوارزمية تُنتج على ما يبدو قيمًا صحيحة للشكوك وتقديرات الاحتمال الأقصى لـ Δα/α لنماذج محددة . [ 53 ] يشير هذا إلى أن الشكوك الإحصائية وأفضل تقدير لـ Δα / α الذي ذكره ويب وآخرون ومورفي وآخرون يتمتعان بالمتانة .

في عام 2007، أدرك خاتري وواندلت من جامعة إلينوي في أوربانا-شامبين أن الانتقال فائق الدقة عند 21  سم في الهيدروجين المتعادل في الكون المبكر يترك بصمة خط امتصاص فريدة في إشعاع الخلفية الكونية الميكروي . [ 54 ] واقترحا استخدام هذا التأثير لقياس قيمة α خلال الحقبة التي سبقت تكوين النجوم الأولى. من حيث المبدأ، توفر هذه التقنية معلومات كافية لقياس تغير بمقدار  جزء واحد في10 9 (  أفضل بأربعة مراتب من قيود الكوازارات الحالية). مع ذلك، فإن القيد الذي يمكن فرضه على α يعتمد بشدة على زمن التكامل الفعال ، ويتناسب معه وفقًا لـ 1/√t. لن يتمكن تلسكوب LOFAR الراديوي الأوروبي إلا من تقييد Δα / α بنسبة 0.3 % تقريبًا . [ 54 ] تبلغ مساحة التجميع المطلوبة لتقييد Δα / α بمستوى قيود الكوازارات الحالية حوالي 100 كيلومتر مربع ، وهو أمر غير عملي اقتصاديًا في الوقت الراهن . 

معدل التغير الحالي

في عام 2008، استخدم روزنباند وآخرون [ 55 ] نسبة تردد أيوني الألومنيوم Al + والزئبق Hg + في الساعات الذرية البصرية أحادية الأيون لفرض قيد صارم للغاية على التغير الزمني الحالي لـ α ، وهو ⁠ Δ α / α ⁠ =(−1.6 ± 2.3) × 10−17 سنويًا . إن فرض قيد صفري حالي على التغير الزمني لقيمة ألفا لا ينفي بالضرورة حدوث تغير زمني في الماضي. في الواقع، تتنبأ بعض النظريات [ 56 ] التي تتوقع ثابتًا متغيرًا للبنية الدقيقة بأن قيمة هذا الثابت ستصبح ثابتة عمليًا بمجرد دخول الكون حقبته الحالية التي تهيمن عليها الطاقة المظلمة .

التباين المكاني

يُعدّ قياس التباين المكاني الدقيق لثابت البنية الدقيقة باستخدام الرصد الفلكي مشروعًا بالغ الصعوبة. في عام 2011، تم الحصول على أدلة على وجود تباين مكاني عبر الكون المرئي من خلال إعادة تحليل مجموعة بيانات طيفية موجودة. [ 57 ] [ 58 ] [ 59 ] وأكدت مجموعة ثانية من القياسات وجود تأثير ما، بمستوى أجزاء قليلة من المليون مع هامش خطأ كبير.(2 ± 7) × 10 −5 . [ 60 ] لم يجد التحليل اللاحق والأكثر دقة أي اختلاف حتى مستوى الأجزاء في المليون. [ 61 ] [ 62 ]

التفسير الأنثروبي

يُقدّم مبدأ الأنثروبيك حجةً تُفسّر سبب امتلاك ثابت البنية الدقيقة لقيمته الحالية: فالمادة المستقرة، وبالتالي الحياة والكائنات الذكية، لا يُمكن أن توجد إذا كانت قيمته مختلفةً تمامًا. على سبيل المثال، إذا كانت نظريات التوحيد الكبرى الحديثة صحيحة، فيجب أن تكون قيمة α بين 1/180 و1/85 تقريبًا حتى يكون تحلل البروتون بطيئًا بما يكفي لإمكانية وجود الحياة. [ 63 ]

في أواخر القرن العشرين، بدأ العديد من الفيزيائيين، بمن فيهم ستيفن هوكينج في كتابه "تاريخ موجز للزمن" الصادر عام 1988 ، في استكشاف فكرة الأكوان المتعددة ، وكان ثابت البنية الدقيقة أحد الثوابت الكونية العديدة التي أشارت إلى فكرة الكون المضبوط بدقة . [ 64 ]

التفسيرات العددية

باعتباره ثابتًا بلا أبعاد لا يبدو أنه مرتبط بشكل مباشر بأي ثابت رياضي ، فقد أثار ثابت البنية الدقيقة اهتمام الفيزيائيين لفترة طويلة.

جادل آرثر إيدنغتون بأن هذه القيمة يمكن "استخلاصها بالاستنتاج البحت"، وربطها برقم إيدنغتون ، وهو تقديره لعدد البروتونات في الكون. [ 65 ] قاده هذا في عام 1929 إلى التكهن بأن مقلوب ثابت البنية الدقيقة ليس تقريبًا، بل هو العدد الصحيح 137. [ 66 ] وبحلول أربعينيات القرن العشرين، انحرفت القيم التجريبية لـ 1/ α عن 137 بشكل كافٍ لدحض حجج إيدنغتون . [ 29 ]

علّق الفيزيائي فولفغانغ باولي على ظهور بعض الأرقام في الفيزياء ، بما في ذلك ثابت البنية الدقيقة، الذي لاحظ أيضًا أنه يُقارب مقلوب العدد الأولي 137. [ 67 ] وقد أثار هذا الثابت اهتمامه لدرجة أنه تعاون مع المحلل النفسي كارل يونغ في محاولة لفهم دلالته. [ 68 ] وبالمثل ، اعتقد ماكس بورن أنه إذا كانت قيمة α أكبر، فلن يكون من الممكن التمييز بين المادة والأثير، وبالتالي فإن α = 1/137 هو قانون من قوانين الطبيعة . [ 69 ] [ f ]

أشار ريتشارد فاينمان ، أحد مؤسسي ومطوري نظرية الديناميكا الكهربائية الكمومية (QED) الأوائل، إلى ثابت البنية الدقيقة بهذه المصطلحات:

ثمة سؤال عميق وجميل يرتبط بثابت الاقتران المرصود، e ، وهو سعة انبعاث أو امتصاص الإلكترون الحقيقي لفوتون حقيقي. إنه رقم بسيط تم تحديده تجريبياً بقيمة قريبة من 0.08542455. (لن يتعرف أصدقائي الفيزيائيون على هذا الرقم، لأنهم يفضلون تذكره كمقلوب مربعه: حوالي 137.03597 مع هامش خطأ يبلغ حوالي 2 في الخانة العشرية الأخيرة. لقد ظل هذا الرقم لغزاً منذ اكتشافه قبل أكثر من خمسين عاماً، وكل فيزيائي نظري بارع يعلقه على جدار مكتبه ويشغل باله).

قد يتبادر إلى ذهنك فورًا سؤال: من أين يأتي هذا الرقم الخاص بالاقتران؟ هل له علاقة بالعدد π أم ربما بأساس اللوغاريتمات الطبيعية؟ لا أحد يعلم. إنه أحد أعظم ألغاز الفيزياء: رقم سحري يصل إلينا دون أن نفهمه. قد تقول إن "يد الله" هي من كتبت هذا الرقم، و"لا ندري كيف حرك قلمه". نعرف الطريقة التجريبية اللازمة لقياس هذا الرقم بدقة متناهية، لكننا لا نعرف الطريقة الحاسوبية اللازمة لاستخراجه - دون إدخاله سرًا!

في المقابل، جادل الإحصائي آي جيه جود بأن التفسير العددي لن يكون مقبولاً إلا إذا كان يستند إلى نظرية جيدة غير معروفة بعد ولكنها "موجودة" بمعنى المثال الأفلاطوني . [ g ]

استمرت المحاولات لإيجاد أساس رياضي لهذا الثابت عديم الأبعاد حتى يومنا هذا. ومع ذلك، لم يقبل مجتمع الفيزياء أي تفسير عددي له.

يقتبس

لأسباب تاريخية، يُعرف α بثابت البنية الدقيقة. مع ذلك، يُعطي هذا الاسم انطباعًا خاطئًا. فقد رأينا أن شحنة الإلكترون ليست ثابتة تمامًا، بل تتغير بتغير المسافة بسبب التأثيرات الكمومية؛ لذا يجب اعتبار α متغيرًا أيضًا. القيمة 1/137 هي القيمة التقاربية لـ α الموضحة في الشكل 1.5 أ . [ 72 ] 

إن لغز α هو في الواقع لغز مزدوج: اللغز الأول – أصل قيمته العددية α ≈ 1/137 – معروف ومُناقش منذ عقود. أما اللغز الثاني – نطاق هذا العدد – فهو غير معروف عمومًا .

— إم إتش ماكجريجور (2007) [ 73 ]

عندما أموت، سيكون سؤالي الأول للشيطان: ما معنى ثابت البنية الدقيقة؟

— فولفغانغ باولي [ 74 ]

انظر أيضاً

الحواشي

  1. ↑ في الديناميكا الكهربائية الكمومية ،α{\displaystyle \alpha }يتناسب هذا مع مربع ثابت الاقتران بين جسيم مشحون والمجال الكهرومغناطيسي. وهناك ثوابت اقتران مماثلة تحدد قوة التفاعل بين القوة النووية القوية والقوة النووية الضعيفة .
  2. ↑ «من بين المواد الأخرى التي جُرِّبت في التجارب الأولية، الثاليوم والليثيوم والهيدروجين. ... تجدر الإشارة إلى أنه في حالة خط الهيدروجين الأحمر، اختفت ظاهرة التداخل عند حوالي 15000 طول موجي، ثم مرة أخرى عند حوالي 45000 طول موجي: لذا فإن خط الهيدروجين الأحمر لا بد أن يكون خطًا مزدوجًا بمكونات تبعد عن بعضها حوالي 1/60 من المسافة بين خطوط الصوديوم.» [ 26 ] (ص 430)
  3. ↑ "Wir fügen den Bohrschen Gleichungen (46) und (47) die Charakteristische Konstante unserer Feinstrukturen (49) α = ⁠ 2 π e 2 / ch ⁠ hinzu، die zugleich mit der Kenntnis des Wasserstoffdubletts oder des Heliumtripletts في §10 أو irgend einer Analogen Struktur bekannt ist." ——— (نضيف إلى معادلتي بور (46) و (47)، الثابت المميز لبنيتنا الدقيقة (49) α = ⁠ 2 π e 2 / ch ⁠ والذي يُعرف على الفور من معرفة ثنائي الهيدروجين أو ثلاثي الهيليوم في §10 أو أي بنية مماثلة.) [ 27 ] (ص 91 )  
  4. ↑ الأرقام الموجودة بين قوسين (على سبيل المثال، "(11)" التي تظهر في نهاية القيمة "137.035999206(11)") تعطي عدم اليقين القياسي المشار إليه بأقل رقم سابق أهمية.
  5. ↑ هذه ليست قيمة تم قياسها تجريبياً؛ بل هي قيمة تم تحديدها بواسطة النظرية الحالية من قيمة تم تحديدها تجريبياً للعزم المغناطيسي للإلكترون .
  6. ↑ «لو كانت قيمة ألفا أكبر مما هي عليه في الواقع، لما استطعنا التمييز بين المادة والأثير [الفراغ، العدم]، ولأصبحت مهمتنا في فك تشابك القوانين الطبيعية بالغة الصعوبة. إلا أن حقيقة أن قيمة ألفا هي ١/١٣٧ ليست مصادفة ، بل هي قانون من قوانين الطبيعة. ومن الواضح أن تفسير هذا الرقم يجب أن يكون المشكلة المحورية في الفلسفة الطبيعية.» – ماكس بورن [ ٦٩ ]
  7. ↑ «هناك أمثلة قليلة على علم الأعداد أدت إلى نظريات غيّرت المجتمع: انظر إلى ذكر كيرشوف وبالمرفي كتاب جود (1962)، صفحة 316... ويمكننا أن نضيف كيبلر نظرًا لقانونه الثالث . من الإنصاف القول إن علم الأعداد كان أصل نظريات الكهرومغناطيسية، وميكانيكا الكم، والجاذبية... لذا، لا أقصد أي انتقاص عندما أصف صيغة ما بأنها عددية. عندما تُقترح صيغة عددية، يحق لنا التساؤل عما إذا كانت صحيحة... أعتقد أن التعريف المناسب للصحة هو أن الصيغة لها تفسير جيد، بالمعنى الأفلاطوني، أي أن التفسير يمكن أن يستند إلى نظرية جيدة غير معروفة بعد، ولكنها "موجودة" في عالم الأفكار المعقولة الممكنة.» - آي جيه جود (1990) [ 70 ]

مراجع

  1. 1 2 3 "قيمة CODATA لعام 2022: ثابت البنية الدقيقة" . مرجع المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) للثوابت والوحدات وعدم اليقين . المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا . مايو 2024. تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 مايو 2024 .
  2. ^ سومرفيلد ، أرنولد (1916). "Zur Quantentheorie der Spektrallinien" . أنالين دير فيزيك . 4 (51) : 51-52 . تم الاسترجاع في 6 ديسمبر 2020 .المعادلة 12أ، "rund 7· 10-3 " (حوالي ...)
  3. 1 2 فاينمان، آر بي (1985). نظرية الكهروديناميكا الكمية: النظرية الغريبة للضوء والمادة . مطبعة جامعة برينستون . ص 129. ISBN  978-0-691-08388-9.
  4. ↑ "قيمة CODATA لعام 2022: الشحنة الأولية" . مرجع المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) للثوابت والوحدات وعدم اليقين . المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا . مايو 2024. تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 مايو 2024 .
  5. ↑ "قيمة CODATA لعام 2022: ثابت بلانك" . مرجع المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) للثوابت والوحدات وعدم اليقين . المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا . مايو 2024. تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 مايو 2024 .
  6. ↑ "قيمة CODATA لعام 2022: ثابت بلانك المُختزل" . مرجع المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) للثوابت والوحدات وعدم اليقين . المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا . مايو 2024. تاريخ الاسترجاع: 18 مايو 2024 .
  7. ↑ "قيمة CODATA لعام 2022: سرعة الضوء في الفراغ" . مرجع المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) للثوابت والوحدات وعدم اليقين . المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا . مايو 2024. تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 مايو 2024 .
  8. ↑ "قيمة CODATA لعام 2022: السماحية الكهربائية للفراغ" . مرجع المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) للثوابت والوحدات وعدم اليقين . المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا . مايو 2024. تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 مايو 2024 .
  9. ↑ "قيمة CODATA لعام 2022: النفاذية المغناطيسية في الفراغ" . مرجع المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) للثوابت والوحدات وعدم اليقين . المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا . مايو 2024. تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 مايو 2024 .
  10. ↑ بيسكين ، م.؛ شرودر، د. (1995). مقدمة في نظرية الحقل الكمومي . دار ويستفيو للنشر . ص 125. ISBN  978-0-201-50397-5.
  11. ↑ "قيمة CODATA لعام 2022: ثابت البنية الدقيقة العكسي" . مرجع المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) للثوابت والوحدات وعدم اليقين . المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا . مايو 2024. تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 مايو 2024 .
  12. 1 2 3 فان، إكس؛ مايرز، تي جي؛ سوكرا، بي إيه دي؛ غابرييلس، جي. (13 فبراير 2023). "قياس العزم المغناطيسي للإلكترون" . رسائل المراجعة الفيزيائية . 130 (7) 071801. arXiv : 2209.13084 . Bibcode : 2023PhRvL.130g1801F . doi : 10.1103/PhysRevLett.130.071801 . PMID 36867820 . 
  13. يو ، سي.؛ تشونغ، دبليو.؛ إيستي، بي.؛ كوان، جيه.؛ باركر، آر إتش؛ مولر، إتش. (2019). "قياس ثابت البنية الدقيقة باستخدام تداخل الذرات" . حوليات الفيزياء . 531 (5) 1800346. Bibcode : 2019AnP...53100346Y . doi : 10.1002/andp.201800346 .
  14. ↑ أوياما، ت.؛ هاياكاوا، م.؛ كينوشيتا، ت.؛ نيو، م. (2012). "مساهمة الديناميكا الكهربائية الكمية من الرتبة العاشرة في ثابت g − 2 للإلكترون وقيمة محسّنة لثابت البنية الدقيقة". رسائل المراجعة الفيزيائية . 109 (11) 111807. arXiv : 1205.5368 . Bibcode : 2012PhRvL.109k1807A . doi : 10.1103/PhysRevLett.109.111807 . PMID 23005618. S2CID 14712017 .  
  15. ↑ بوشنديرة، ريم؛ كلادي، بيير؛ جيلاتي-خليفة، سعيدة؛ نيز، فرانسوا؛ بيرابين، فرانسوا (2011). "تحديد جديد لثابت البنية الدقيقة واختبار الديناميكا الكهربائية الكمومية" (ملف PDF) . مجلة Physical Review Letters (مخطوطة مُقدمة ) . 106 (8) 080801. arXiv : 1012.3627 . Bibcode : 2011PhRvL.106h0801B . doi : 10.1103/PhysRevLett.106.080801 . PMID 21405559. S2CID 47470092. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 4 نوفمبر 2018.  
  16. 1 2 موريل، ليو؛ ياو، زيبين؛ كلادي، بيير؛ جيلاتي-خليفة، سعيدة (2020). "تحديد ثابت البنية الدقيقة بدقة 81 جزءًا في التريليون" (ملف PDF) . مجلة نيتشر . 588 (7836): 61-65 . Bibcode : 2020Natur.588...61M . doi : 10.1038/s41586-020-2964-7 . PMID: 33268866. S2CID : 227259475 .   
  17. ^ سومرفيلد، أ. (1921). Atombau und Spektrallinien (بالألمانية) (2 ed.). براونشفايغ، DE: فريدر. فيويغ وسون. ص 241-242 ، المعادلة 8. داس فيرهالتنيس  v1/ج{\displaystyle v_{1}/c}nennen wir α . [ النسبةv1/ج{\displaystyle v_{1}/c}نسميها α . ]الترجمة الإنجليزية . ميثوين وشركاه، 1923.
  18. ↑ رياض الدين، فياض الدين (2012). مقدمة حديثة في فيزياء الجسيمات ( الطبعة الثالثة). وورلد ساينتيفيك. ص 4. doi : 10.1142/8064 . ISBN   978-981-4338-83-7.
  19. ↑ ناير، ر. ر.؛ بليك، ب.؛ غريغورينكو، أ. ن.؛ نوفوسيلوف، ك. س.؛ بوث، ت. ج.؛ ستاوبر، ت.؛ وآخرون . (2008). "ثابت البنية الدقيقة يُحدد الشفافية البصرية للجرافين". مجلة ساينس . 320 (5881): 1308. arXiv : 0803.3718 . Bibcode : 2008Sci...320.1308N . doi : 10.1126/science.1156965 . PMID: 18388259. S2CID : 3024573 .   
  20. ↑ تشاندراسيكار، س. (1 أبريل 1984). "حول النجوم، وتطورها، واستقرارها". مراجعات الفيزياء الحديثة . 56 (2): 137-147 . Bibcode : 1984RvMP...56..137C . doi : 10.1103/RevModPhys.56.137 . S2CID 2317589 . 
  21. ↑ بيدفورد، د.؛ كروم، ب. (2004). "عدم تحديد هايزنبرغ وثابت البنية الدقيقة". المجلة الأمريكية للفيزياء . 72 (7): 969. Bibcode : 2004AmJPh..72..969B . doi : 10.1119/1.1646135 .
  22. ^ فريتش ، هارالد (2002). “الثوابت الأساسية في الطاقة العالية”. فورتشريت دير فيزيك . 50 ( 5 – 7): 518 – 524. أرخايف : hep-ph/0201198 . بيب كود : 2002ForPh..50..518F . دوى : 10.1002/1521-3978(200205)50:5/7 < 518::AID-PROP518 > 3.0.CO ; 2-ف . S2CID 18481179 . 
  23. ↑ غوكلر، م.؛ هورسلي، ر.؛ لينكه، ف.؛ راكو، ب. إ. ل.؛ شيرهولز، ج.؛ شتوبن، هـ. (1998). "هل توجد مشكلة قطب لانداو في الديناميكا الكهربائية الكمية؟". رسائل المراجعة الفيزيائية . 80 (19): 4119-4122 . arXiv : hep-th/9712244 . doi : 10.1103/PhysRevLett.80.4119 .
  24. ↑ جيز، هـ.؛ جايكل، ج. (2004). "تدفق إعادة التطبيع في الديناميكا الكهربائية الكمية". رسائل المراجعة الفيزيائية . 93 (11) 110405. arXiv : hep-ph/0405183 . doi : 10.1103/PhysRevLett.93.110405 .
  25. ↑ ميكلسون، ألبرت أ .؛ مورلي، إدوارد و. (1887). "طريقة لجعل طول موجة ضوء الصوديوم المعيار الفعلي والعملي للطول" . المجلة الفلسفية (طبعة مُعاد طباعتها). السلسلة الخامسة. 24 (151): 463-466 .
  26. ↑ ميكلسون، ألبرت أ .؛ مورلي، إدوارد و. (1887). "طريقة لجعل طول موجة ضوء الصوديوم المعيار الفعلي والعملي للطول" . المجلة الأمريكية للعلوم . السلسلة الثالثة. 34 (204): 427-430 .— أعيد نشر المقال في نفس العام في المجلة الفلسفية . [ 25 ]
  27. ^ سومرفيلد، أ. (1916). "Zur Quantentheorie der Spektrallinien" [ في نظرية الكم للخطوط الطيفية ] (PDF) . أنالين دير فيزيك . السلسلة الرابعة (باللغة الألمانية). 51 (17): 1– 94. بيب كود : 1916AnP...356....1S . دوى : 10.1002/andp.19163561702 .
  28. ↑ "التطورات الحالية: ثابت البنية الدقيقة وتأثير هول الكمي" . مرجع المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) للثوابت والوحدات وعدم اليقين (physics.nist.gov/cuu) . مقدمة عن الثوابت لغير المتخصصين. المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا . تاريخ الاطلاع: 11 أبريل 2009 .
  29. 1 2 كراغ، هيلج (يوليو 2003). "العدد السحري: تاريخ جزئي لثابت البنية الدقيقة". أرشيف تاريخ العلوم الدقيقة . 57 (5): 395-431 . doi : 10.1007 / s00407-002-0065-7 . JSTOR 41134170. S2CID 118031104 .  
  30. ↑ "الرقم 137.035..." MROB .
  31. ↑ أوياما، تاتسومي؛ كينوشيتا، تويتشيرو؛ نيو، ماكيكو (8 فبراير 2018). "قيمة مُنقّحة ومُحسّنة للعزم المغناطيسي الشاذ للإلكترون من الرتبة العاشرة في نظرية الكهروديناميكا الكمية". مجلة Physical Review D. 97 ( 3) 036001. arXiv : 1712.06060 . Bibcode : 2018PhRvD..97c6001A . doi : 10.1103/PhysRevD.97.036001 . S2CID 118922814 . 
  32. ↑ باركر، ريتشارد هـ.؛ يو، تشنغ هوي؛ تشونغ، ويتشنغ؛ إيستي، برايان؛ مولر، هولغر (2018) . "قياس ثابت البنية الدقيقة كاختبار للنموذج القياسي". مجلة ساينس . 360 (6385): 191-195 . arXiv : 1812.04130 . Bibcode : 2018Sci...360..191P . doi : 10.1126/science.aap7706 . PMID: 29650669. S2CID: 4875011 .  
  33. ↑ ميلن، إي. أ. (1935). النسبية، والجاذبية، وبنية العالم . مطبعة كلارندون .
  34. ↑ ديراك، بول أ.م. (1937). "الثوابت الكونية". مجلة نيتشر . 139 (3512): 323. رمز Bibcode : 1937Natur.139..323D . doi : 10.1038/139323a0 . S2CID 4106534 . 
  35. ↑ غاموف، ج. (1967). "الكهرباء، والجاذبية، وعلم الكونيات". رسائل المراجعة الفيزيائية . 19 (13): 759-761 . Bibcode : 1967PhRvL..19..759G . doi : 10.1103/PhysRevLett.19.759 .
  36. ↑ غاموف، ج. (1967). "تغير الشحنة الأولية والأجسام شبه النجمية". رسائل المراجعة الفيزيائية . 19 (16): 913-914 . Bibcode : 1967PhRvL..19..913G . doi : 10.1103/PhysRevLett.19.913 .
  37. ↑ أوزان، جيه-بي. (2003). "الثوابت الأساسية وتغيراتها: الوضع الرصدي والدوافع النظرية". مراجعات الفيزياء الحديثة . 75 (2): 403-455 . arXiv : hep-ph/0205340 . Bibcode : 2003RvMP...75..403U . doi : 10.1103/RevModPhys.75.403 . S2CID 118684485 . 
  38. ↑ أوزان، جيه-بي. (2004). "تغير الثوابت في الكون المتأخر والمبكر". وقائع مؤتمر AIP . 736 : 3-20 . arXiv : astro-ph/0409424 . Bibcode : 2004AIPC..736....3U . doi : 10.1063/1.1835171 . S2CID 15435796 . 
  39. ↑ أوليف، ك.؛ تشيان، ي.-ز. (2003). "هل كانت الثوابت الأساسية مختلفة في الماضي؟". فيزياء اليوم . المجلد 57، العدد 10. الصفحات 40-45 . Bibcode : 2004PhT....57j..40O . doi : 10.1063/1.1825267 .   
  40. ↑ بارو، جيه دي (2002). ثوابت الطبيعة: من ألفا إلى أوميغا - الأرقام التي تشفر أعمق أسرار الكون . دار فينتج للنشر . رقم ISBN 978-0-09-928647-9.
  41. ↑ أوزان، جيه-بي؛ لوكليرك، بي. (2008). القوانين الطبيعية للكون: فهم الثوابت الأساسية . كتب سبرينغر-براكسيس في علم الفلك الشعبي. سبرينغر براكسيس . رمز Bibcode : 2008nlu..book.....U . ISBN 978-0-387-73454-5.
  42. ↑ فوجي، ياسونوري (2004). "قيد أوكلو على التغير الزمني لثابت البنية الدقيقة". الفيزياء الفلكية، الساعات، والثوابت الأساسية . سلسلة محاضرات في الفيزياء. المجلد 648. الصفحات 167-185 . doi : 10.1007/978-3-540-40991-5_11 . ISBN   978-3-540-21967-5.
  43. ↑ بيتروف، يو. في.؛ نازاروف، أ. آي.؛ أونيجين، م. س.؛ ساخنوفسكي، إي. جي. (2006). "المفاعل النووي الطبيعي في أوكلو وتغير الثوابت الأساسية: حساب النيوترونات لنواة جديدة". مجلة Physical Review C. 74 ( 6) 064610. arXiv : hep-ph/0506186 . Bibcode : 2006PhRvC..74f4610P . doi : 10.1103/PHYSREVC.74.064610 . S2CID 118272311 . 
  44. ↑ ديفيس، إدوارد د.؛ حمدان، ليلى (2015). "إعادة تقييم الحد الأقصى لتغير α الذي تنطوي عليه مفاعلات الانشطار الطبيعي في أوكلو". مجلة Physical Review C. 92 ( 1) 014319. arXiv : 1503.06011 . Bibcode : 2015PhRvC..92a4319D . doi : 10.1103/physrevc.92.014319 . S2CID 119227720 . 
  45. ↑ ويب، جون ك.؛ فلامباوم، فيكتور ف.؛ تشرشل، كريستوفر و.؛ درينكووتر، مايكل ج.؛ بارو، جون د. (فبراير 1999). "البحث عن التغير الزمني لثابت البنية الدقيقة". رسائل المراجعة الفيزيائية . 82 (5): 884-887 . arXiv : astro-ph/9803165 . Bibcode : 1999PhRvL..82..884W . doi : 10.1103/PhysRevLett.82.884 . S2CID 55638644 . 
  46. ↑ مورفي، إم تي؛ ويب، جيه كيه؛ فلامباوم، في في؛ دزوبا، في إيه؛ تشرشل، سي دبليو؛ بروشاسكا، جيه إكس؛ وآخرون . (11 نوفمبر 2001). "أدلة محتملة على وجود ثابت بنية دقيقة متغير من خطوط امتصاص الكوازارات: الدوافع والتحليل والنتائج" . الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية . 327 (4): 1208-1222 . arXiv : astro-ph/0012419 . Bibcode : 2001MNRAS.327.1208M . doi : 10.1046/j.1365-8711.2001.04840.x . S2CID 14294586 .  
  47. ↑ ويب، جيه كيه؛ مورفي، إم تي؛ فلامباوم، في في؛ دزوبا، في إيه؛ بارو، جيه دي؛ تشرشل، سي دبليو؛ وآخرون . (9 أغسطس 2001). "أدلة إضافية على التطور الكوني لثابت البنية الدقيقة". رسائل المراجعة الفيزيائية . 87 (9) 091301. arXiv : astro-ph/0012539 . Bibcode : 2001PhRvL..87i1301W . doi : 10.1103 /PhysRevLett.87.091301 . PMID 11531558. S2CID 40461557 .   
  48. ↑ مورفي، إم تي؛ ويب، جيه كيه؛ فلامباوم، في في (أكتوبر 2003). "أدلة إضافية على وجود ثابت بنية دقيقة متغير من أطياف امتصاص الكوازارات بواسطة مرصد كيك/هايريس" . الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية . 345 (2): 609-638 . arXiv : astro-ph/0306483 . Bibcode : 2003MNRAS.345..609M . doi : 10.1046/j.1365-8711.2003.06970.x . S2CID 13182756 . 
  49. ↑ تشاند، هـ.؛ سرياناند، ر.؛ بيتيجان، ب.؛ أراسيل، ب. (أبريل 2004). "استكشاف التغير الكوني لثابت البنية الدقيقة: نتائج مبنية على عينة VLT-UVES". علم الفلك والفيزياء الفلكية . 417 (3): 853-871 . arXiv : astro-ph/0401094 . Bibcode : 2004A & A...417..853C . doi : 10.1051/0004-6361:20035701 . S2CID 17863903 . 
  50. ↑ سرياناند، ر.؛ تشاند، هـ.؛ بيتيجان، ب.؛ أراسيل، ب. (26 مارس 2004). "حدود التغير الزمني لثابت البنية الدقيقة الكهرومغناطيسية في حد الطاقة المنخفضة من خطوط الامتصاص في أطياف الكوازارات البعيدة". رسائل المراجعة الفيزيائية . 92 (12) 121302. arXiv : astro-ph/0402177 . Bibcode : 2004PhRvL..92l1302S . doi : 10.1103 /PhysRevLett.92.121302 . PMID 15089663. S2CID 29581666 .  
  51. ↑ مورفي، إم تي؛ ويب، جيه كيه؛ فلامباوم، في في (6 ديسمبر 2007). "تعليق على 'حدود التغير الزمني لثابت البنية الدقيقة الكهرومغناطيسية في حد الطاقة المنخفضة من خطوط الامتصاص في أطياف الكوازارات البعيدة'"" . Physical Review Letters . 99 (23) 239001. arXiv : 0708.3677 . Bibcode : 2007PhRvL..99w9001M . doi : 10.1103/PhysRevLett.99.239001 . PMID 18233422. S2CID 29266168. "  
  52. ↑ مورفي، إم تي؛ ويب، جيه كيه؛ فلامباوم، في في (مارس 2008). "مراجعة قيود VLT/UVES على ثابت البنية الدقيقة المتغير" . الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية . 384 (3): 1053-1062 . arXiv : astro-ph/0612407 . Bibcode : 2008MNRAS.384.1053M . doi : 10.1111/j.1365-2966.2007.12695.x . S2CID 10476451 . 
  53. ↑ كينغ، جيه إيه؛ مورتلوك، دي جيه؛ ويب، جيه كيه؛ مورفي، إم تي (2009). "طرق مونت كارلو لسلسلة ماركوف المطبقة على قياس ثابت البنية الدقيقة من مطيافية الكوازار". مذكرات الجمعية الفلكية الإيطالية . 80 : 864. arXiv : 0910.2699 . Bibcode : 2009MmSAI..80..864K .
  54. 1 2 خاتري، ريشي؛ واندلت، بنيامين د. (14 مارس 2007). "إشعاع 21 سم: أداة جديدة لدراسة التغير في ثابت البنية الدقيقة". رسائل المراجعة الفيزيائية . 98 (11) 111301. arXiv : astro-ph/0701752 . Bibcode : 2007PhRvL..98k1301K . doi : 10.1103/PhysRevLett.98.111301 . PMID 17501040. S2CID 43502450 .   
  55. ↑ روزنباند، ت.؛ هيوم، د.ب.؛ شميدت، ب.و.؛ تشو، س.و.؛ بروش، أ.؛ لوريني، ل.؛ وآخرون . (28 مارس 2008). "نسبة تردد الساعات البصرية أحادية الأيون Al + وHg + ؛ القياسات عند المنزلة العشرية السابعة عشرة " . مجلة ساينس . 319 (5871): 1808-1812 . Bibcode : 2008Sci...319.1808R . doi : 10.1126/science.1154622 . PMID 18323415. S2CID 206511320 .    
  56. ↑ بارو، جون د.؛ ساندفيك، هافارد بونيس؛ ماجويجو، جواو (21 فبراير 2002). "سلوك النماذج الكونية ذات ألفا المتغيرة". مجلة Physical Review D. 65 ( 6) 063504. arXiv : astro-ph/0109414 . Bibcode : 2002PhRvD..65f3504B . doi : 10.1103/PhysRevD.65.063504 . S2CID 118077783 . 
  57. ↑ كومار ألوري، بافان؛ سيا، باولو؛ تشينغانغ بام، برافاباتي؛ تشو، مينغ تشونغ؛ كلوز، روجر جي؛ هوتسيميكرز، داميان؛ كوشابان، جوبي بي؛ لوبيز، أليكسيا إم؛ ليو، لانغ؛ مارتينز، نيلز سي إم؛ مارتينز، سي جيه إيه بي؛ ميغكاس، كونستانتينوس؛ أو كولغين، إوين؛ براناف، براتوش؛ شامير، ليور (4 مايو 2023). "هل الكون المرئي متسق مع المبدأ الكوني؟" . الجاذبية الكلاسيكية والكمية . 40 (9): 094001. arXiv : 2207.05765 . doi : 10.1088/1361-6382/acbefc . ISSN 0264-9381 . 
  58. ↑ جونستون، هـ. (2 سبتمبر 2010). "رصد تغييرات في الثابت الأساسي" . عالم الفيزياء . تم الاسترجاع في 11 سبتمبر 2010 .
  59. ↑ ويب، جيه كيه؛ كينغ، جيه إيه؛ مورفي، إم تي؛ فلامباوم، في في؛ كارزويل، آر إف؛ بينبريدج، إم بي (31 أكتوبر 2011). "مؤشرات على تباين مكاني لثابت البنية الدقيقة". رسائل المراجعة الفيزيائية . 107 (19) 191101. arXiv : 1008.3907 . Bibcode : 2011PhRvL.107s1101W . doi : 10.1103/PhysRevLett.107.191101 . hdl : 1959.3 /207294 . PMID 22181590. S2CID 23236775 .  
  60. ↑ ويلكزينسكا، مايكل ر.؛ ويب، جون ك.؛ بينبريدج، ماثيو؛ بارو، جون د.؛ بوسمان، سارة إي. آي.؛ كارزويل، روبرت ف.؛ وآخرون . (1 أبريل 2020). "أربع قياسات مباشرة لثابت البنية الدقيقة قبل 13 مليار سنة" . مجلة ساينس أدفانسز . 6 (17) eaay9672. arXiv : 2003.07627 . Bibcode : 2020SciA....6.9672W . doi : 10.1126/sciadv.aay9672 . PMC 7182409. PMID 32917582 .   
  61. ↑ ميلاكوفيتش، دينكو؛ لي، تشونغ-تشي؛ كارزويل، روبرت ف.؛ ويب، جون ك.؛ مولارو، باولو؛ باسكويني، لوكا (5 مارس 2021). "عصر جديد لقياسات ثابت البنية الدقيقة عند الانزياح الأحمر العالي" . الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية . 500 : 1-21 . arXiv : 2008.10619 . doi : 10.1093/mnras/staa3217 .
  62. ↑ بيريفولاروبولوس، ل.؛ سكارا، ف. (ديسمبر 2022). "تحديات نموذج Λ CDM: تحديث" . مراجعات علم الفلك الجديد . 95 101659. doi : 10.1016/j.newar.2022.101659 .
  63. ↑ بارو، جون د. (2001). "علم الكونيات، والحياة، والمبدأ الأنثروبي". حوليات أكاديمية نيويورك للعلوم . 950 (1): 139-153 . Bibcode : 2001NYASA.950..139B . doi : 10.1111 / j.1749-6632.2001.tb02133.x . PMID 11797744. S2CID 33396683 .  
  64. ↑ هوكينج، س. (1988). تاريخ موجز للزمن . كتب بانتام. ص 7 ، 125. ISBN  978-0-553-05340-1.
  65. ↑ إدينغتون، أ.س. (1956). "ثوابت الطبيعة". في نيومان، ج.ر. (محرر). عالم الرياضيات . المجلد 2. سيمون وشوستر . الصفحات 1074-1093 .  
  66. ↑ ويتاكر، إدموند (1945). " نظرية إدينغتون لثوابت الطبيعة". المجلة الرياضية . 29 (286): 137-144 . doi : 10.2307/3609461 . JSTOR 3609461. S2CID 125122360 .  
  67. ↑ فالك، دان (24 أبريل 2009). "الأرقام الكونية: حب باولي ويونغ لعلم الأعداد" . نيو ساينتست (2705).
  68. ^ فارلاكي، بيتر؛ ناداي، لازلو؛ بوكور، جوزيف (2008). "نماذج الأرقام ونظرية التحكم في الخلفية فيما يتعلق بثابت البنية الدقيقة" . اكتا بوليتكيكا المجر . 5 (2): 71- 104.
  69. 1 2 ميلر، الذكاء الاصطناعي (2009). فك شفرة العدد الكوني: الصداقة الغريبة بين فولفغانغ باولي وكارل يونغ . دبليو دبليو نورتون وشركاه . ص 253. ISBN  978-0-393-06532-9.
  70. ↑ جود، آي جيه (1990). "فرضية كمية للهادرونات والحكم على علم الأعداد الفيزيائي" . الاضطراب في الأنظمة الفيزيائية . بقلم غريمت، جي آر؛ ويلش، دي جيه إيه. مطبعة جامعة أكسفورد . ص 141. ISBN  978-0-19-853215-6.
  71. 1 2 هالزن، ف .؛ مارتن، أ.د. (1984). الكواركات واللبتونات: دورة تمهيدية في فيزياء الجسيمات الحديثة . جون وايلي وأولاده. ص 13. ISBN  978-0-471-88741-6– عبر أرشيف الإنترنت (archive.org).
  72. ↑ القيمة التقاربية لـ α عند مسافات رصد أكبر ، هي المقصودة هنا. شرح الشكل 1.5: حجب (أ) الشحنة الكهربائية و(ب) شحنة اللون في نظرية الحقل الكمومي. رسم بياني لشحنة الإلكترون مقابل المسافة من شحنة الإلكترون الأساسية  . [ 71 ]
  73. ↑ ماكجريجور ، إم إتش (2007). قوة ألفا . وورلد ساينتيفيك . ص 69. ISBN  978-981-256-961-5.
  74. ↑ "137 - ثابت البنية الدقيقة" . الفيزياء. آرس ماجين (باللغات الإنجليزية والصربية والعبرية) . تم الاطلاع عليه في 28 يونيو 2024 - عبر ArsMagine.com. فن التفكير - אהיה [سأكون]